KR20020032915A - 레이저를 이용한 이동중인 고철의 밀도 자동측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기로에 장입하기 위한 고철의 밀도를 측정하는 장치에 관한 것으로, 대차 직상부에 그 진행방향으로 설치된 가이드레일을 따라 구동모터의 구동에 의해 상기 대차의 이동속도와 동기되어 전후진가능하게 설치된 구동부와; 상기 구동부에 고정되고 대차의 바스켓에 장입된 고철의 높이를 측정하는 레이저센서를 갖는 검출부와; 상기 대차가 이동되는 레일상에 설치되어 대차의 위치를 검출하는 제1,2근접센서와; 상기 검출부 및 제1,2근접센서와 전기적으로 연결되어 수집된 데이터를 연산, 저장하는 중앙연산부와; 상기 중앙연산부와 연결되어 신호제어되고 상기 구동부의 구동모터를 구동제어하는 구동제어부와; 상기 대차의 바닥면에 설치된 로드셀로부터 신호를 송출받아 중량을 산출한 후 상기 중앙연산부로 송출하는 중량검출부와; 상기 중앙연산부와 연결되고 산출결과를 디스플레이하는 출력부를 포함하여 구성된다.

이러한 본 발명은 고철의 밀도를 보다 정밀하게 측정하므로서 고철의 부피가 전기로 장입 부피를 초과하여 고철장입후 전기로의 루우프가 닫히지 않는 등의 문제점을 해결할 수 있는 실용상의 효과가 있다.

Description

레이저를 이용한 이동중인 고철의 밀도 자동측정장치{APPARATUS FOR AUTOMATIC MEASURING DENSITY OF MOVING SCRAB BY USING LASER}

본 발명은 전기로에 장입하기 위한 고철의 밀도를 측정하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 바스켓에 장입되어 있는 고철이 대차에 안착되어 전기로에 장입되기 위하여 이동할 때 고철의 부피 및 중량을 자동으로 측정하여 고철의 밀도를 산출하므로서 각각의 서로 다른 고철의 밀도에 따른 전기로의 선택 작업이 용이함과 동시에 장입될 고철의 부피 초과에 따른 전기로 루우프 닫힘 불량을 방지할 수 있도록 한 레이저를 이용한 이동중인 고철의 밀도 자동측정장치에 관한 것이다.

종래 전기로 작업에서 고철의 밀도를 측정하는 방법은 도 1의 도시와 같이, 바스켓(2)에 장입된 고철(5)의 높이를 반사경(3)을 통하여 목측하여 대략적인 부피를 연산, 산출하는 방법을 사용한다.

그러나, 상기와 같은 목측에 의한 고철(5)의 높이측정, 부피연산, 밀도연산등의 작업수순은 목측 오차에 따른 정확한 고철(5)의 높이 계측이 불가함에 따라 전기로에 장입하는 고철(5)의 밀도를 정확하게 산출하기란 거의 불가능하다.

그러므로, 고철의 밀도에 따른 선택적인 조업이 요구되는 전기로에서 정확하게 산출되지 않은 고철의 밀도를 신뢰할 수 없어 목측에 의해 산출된 밀도에 따른 선택조업이 불가능하다.

또한, 균일하지 못한 고철의 높이에서 발생되는 목측시의 오차에 의하여 고철의 전기로 장입시 전기로가 수용할 수 있는 부피보다 초과되어 전기로 루우프가닫히지 않는 문제점이 발생된다.

미설명 부호 '1'은 대차, '4'는 로드셀이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 고철이 장입된 바스켓을 이송시키는 대차가 이동할 때 대차의 위치를 자동으로 검출할 수 있는 레이저를 이용한 거리측정용 센서를 구비하고 이 센서와 로드셀을 통해 계량된 고철의 무게와의 연산을 통해 고철의 밀도를 자동으로 산출함으로써 전기로의 선택조업을 가능케 함과 동시에 전기로의 루우프 닫힘불량을 해소할 수 있도록 한 레이저를 이용한 이동중인 고철의 밀도 자동측정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 상기한 목적은 대차 직상부에 그 진행방향으로 설치된 가이드레일을 따라 구동모터의 구동에 의해 상기 대차의 이동속도와 동기되어 전후진가능하게 설치된 구동부와; 상기 구동부에 고정되고 대차의 바스켓에 장입된 고철의 높이를 측정하는 레이저센서를 갖는 검출부와; 상기 대차가 이동되는 레일상에 설치되어 대차의 위치를 검출하는 제1,2근접센서와; 상기 검출부 및 제1,2근접센서와 전기적으로 연결되어 수집된 데이터를 연산, 저장하는 중앙연산부와; 상기 중앙연산부와 연결되어 신호제어되고 상기 구동부의 구동모터를 구동제어하는 구동제어부와; 상기 대차의 바닥면에 설치된 로드셀로부터 신호를 송출받아 중량을 산출한 후 상기 중앙연산부로 송출하는 중량검출부와; 상기 중앙연산부와 연결되고 산출결과를 디스플레이하는 출력부를 포함하여 구성함에 의해 달성된다.

도 1은 종래기술에 따른 고철의 부피 측정방법을 나타낸 예시도,

도 2는 본 발명에 따른 고철의 밀도 측정방법을 설명하기 위한 측정장치의 설치관계를 보인 계통도,

도 3은 본 발명에 따른 측정장치를 구성하는 검출부와 구동부를 나타낸 사시도,

도 4는 도 3의 분해사시도,

도 5는 본 발명에 따른 고철의 밀도를 측정하기 위한 신호 흐름 구성을 보인 블럭도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 대차, 4 : 로드셀,

5 : 고철, 100 : 검출부,

109 : 구동부, 111 : 구동모터,

120 : 가이드레일, 131,132 : 근접센서,

140 : 중앙연산부, 150 : 구동제어부,

160 : 중량검출부, 170 : 출력부.

이하에서, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 자동측정장치의 연결관계를 보인 계통도이고, 도 3은 본 발명에 따른 측정장치를 구성하는 구동부 및 검출부의 사시도이며, 도 4는 도 3의 분해사시도이다.

도 2 내지 도 4에 의하면, 바스켓(2)을 실은 대차(1)가 이동하는 레일(6)상에는 상기 대차(1)의 진행과 간섭되지 않게 일정간격을 두고 제1,2근접센서(131,132)가 설치된다.

상기 제1,2근접센서(131,132)는 중앙연산부(140)와 연결된다.

대차(1)의 이동방향으로 바스켓(2)의 상측에는 상기 레일(6)과 평행하게 가이드레일(120)이 배설되고, 상기 가이드레일(120)에는 이를 따라 이동가능한 구동부(109) 및 검출부(100)가 설치된다.

상기 구동부(109)는 구동제어부(150)와 연결되고, 구동제어부(150)는 중앙연산부(140)와 통신가능하게 설치된다.

상기 검출부(100)는 중앙연산부(140)에 직접 연결된다.

또한, 상기 구동부(109)의 구동을 제어하기 위해 상기 가이드레일(120)의 선단부 인접위치에는 상기 중앙연산부(140)와 연결된 구동부정지센서(119)가 구비된다.

대차(1)에 설치된 로드셀(4)은 중량검출부(160)와 연결되어 고철(5)의 무게를 계량할 수 있게 된다.

도 3 내지 도 4를 참조하면, 가이드레일(120)을 따라 이동가능하게 구동부몸체(110)가 고정되고, 상기 구동부몸체(110)의 일측에는 정,역회전이 가능한 구동모터(111)가 고정되며, 상기 구동모터(111)의 회전축에는 모터커플링(113)에 의해 상기 가이드레일(120)과 구름접촉하면서 활주되는 한쌍의 구동휠(116)이 설치된다.

상기 구동부몸체(110)의 하단면에는 센서고정판(102)이 고정되고, 상기 센서고정판(102)에는 전원공급박스(106)를 갖춘 신호변환기(103)가 설치되며, 상기 신호변환기(103)에는 레이저센서(101)가 고정된다.

신호변환기(103)는 레이저센서(101)로부터 계측된 검지값을 변환하여 중앙연산부(140)로 송출한다.

도 5는 본 발명 측정장치의 제어를 위한 구성 블럭도로서, 상기 구동부(109)는 중앙연산부(140)를 통해 송출된 제어값에 의해 구동제어부(150)에 의해 동작제어되며, 검출부(100) 및 위치검출센서(131,132)는 각 검출값을 직접 중앙연산부(140)로 송출하고, 로드셀(4)은 중량검출부(160)를 거쳐 중앙연산부(140)로 송출한다.

계산된 고철의 밀도값은 상기 중앙연산부(140)와 독립적으로 연결된 출력부(170)를 통해 모니터링된다.

상기 중앙연산부(140)는 마이크로프로세서와 같은 제어기로 이루어지며, 높이를 측정하기 위한 하기한 식 1이 기억장소에 저장되게 된다.

[식 1]

h = (h1 + h2) - h3

(여기에서, h : 고철의 높이, h1 : 바스켓의 높이, h2 : 바스켓에서 레이저센서까지의 거리, h3 : 레이저센서의 측정거리이다)

또한, 고철의 부피를 측정하기위한 식 2가 저장되어 있는 바,

[식 2]

v = πr²x h

(여기에서, v : 고철의 부피, π : 원주율(≒3.14), r : 바스켓 반지름, h : 고철의 높이이다)

또한, 고철의 밀도를 측정하기위한 식 3이 저장되어 있으며 다음과 같다.

[식 3]

Xn = w / v

(여기에서, Xn : 고철의 겉보기비중, w : 고철의 중량, v : 고철의 부피이다)

뿐만 아니라, 고철의 밀도를 측정하기위한 식 4가 저장되어 있으며 다음과 같다.

[식 4]

X = (X₁+ X₂+ X₃+ ‥‥ Xn) / n

(여기에서, X : 고철밀도의 평균값, X₁: 1회에 측정된 고철의 밀도, X₂: 2회에 측정된 고철의 밀도, X₃: 3회에 측정된 고철의 밀도, Xn : n회에 측정된 고철의 밀도, n : 고철의 높이 측정횟수이다)

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동관계는 다음과 같다.

고철(5)이 장입된 바스켓(2)이 안착되어 있는 대차(2)가 진입하여 제1근접센서(131)에 도달하면 이 신호는 중앙연산부(140)에 수집된다.

대차(2)의 진입을 감지한 중앙연산부(140)에서는 구동제어부(150) 및 검출부(100)에 고철높이측정 개시지령을 내리고 구동제어부(150)에서는 구동부(109)의 구동모타(111)를 회전시켜 대차(2)의 진행방향 및 속도와 동일하게 구동부(109)를 이동시키면서 고철의 높이를 다회 측정하여 중앙연산부(140)로 전송한다.

고철(5)이 장입된 바스켓(2)이 안착되어 있는 대차(1)가 계속 진입하다가 제2근접센서(132)에 도달하면 이 신호는 중앙연산부(140)에 수집된다.

대차(2)의 도착을 감지한 중앙연산부(140)에서는 구동제어부(150) 및 검출부(100)에 고철높이측정 완료지령을 내리고 구동제어부(150)에서는 구동부(109)의 구동모타(111)를 정지시킨 후 반대방향으로 회전시켜 대차의 진행방향과 역방향으로 구동부(109)를 이동시켜 구동부(109)가 구동부정지센서(119)에 도착하면 구동모타(111)의 회전을 정지시키고 검출부(100)에서는 고철의 높이 측정을 중지한다.

또한, 중앙연산부(140)에서는 검출부(100)에서 수집된 데이터와 중량검출부(160)를 통하여 수집된 고철의 중량을 연산식 식 1, 식 2, 식 3, 식 4를 통해 고철의 밀도를 산출하고 출력부(170)를 통하여 출력한다.

즉, 식 1에 의해 레이저센서(101)를 통한 고철의 높이(h)를 산출하고, 산출된 고철의 높이를 식 2에 대입하여 고철의 부피를 산출한다.

이어, 중량검출부(160)를 통해 수집된 고철의 중량과 상기 식 2에서 산출된 고철의 부피를 이용하여 식 3을 통해 고철의 밀도를 계산한 후 식 4를 통해 고철의 평균밀도를 계산한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 이동중인 고철의 밀도 측정의 전 공정이 자동으로 수행되며 측정된 고철의 밀도의 데이터에 의하여 전기로의 작업패턴을 선택적으로 운영할 수 있으며, 고철의 밀도를 보다 정밀하게 측정하므로서 고철의 부피가 전기로 장입 부피를 초과하여 고철장입후 전기로의 루우프가 닫히지 않는 등의 문제점을 해결할 수 있는 실용상의 효과가 있다.

Claims (1)

1. 대차(1) 직상부에 그 진행방향으로 설치된 가이드레일(120)을 따라 구동모터(111)의 구동에 의해 상기 대차(1)의 이동속도와 동기되어 전후진가능하게 설치된 구동부(109)와;

   상기 구동부(109)에 고정되고 대차(1)의 바스켓(2)에 장입된 고철(5)의 높이를 측정하는 레이저센서(101)를 갖는 검출부(100)와;

   상기 대차(1)가 이동되는 레일(6)상에 설치되어 대차(1)의 위치를 검출하는 제1,2근접센서(131,132)와;

   상기 검출부(100) 및 제1,2근접센서(131,132)와 전기적으로 연결되어 수집된 데이터를 연산, 저장하는 중앙연산부(140)와;

   상기 중앙연산부(140)와 연결되어 신호제어되고 상기 구동부(109)의 구동모터(111)를 구동제어하는 구동제어부(150)와;

   상기 대차(1)의 바닥면에 설치된 로드셀(4)로부터 신호를 송출받아 중량을 산출한 후 상기 중앙연산부(140)로 송출하는 중량검출부(160)와;

   상기 중앙연산부(140)와 연결되고 산출결과를 디스플레이하는 출력부(170)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 이동중인 고철의 밀도 자동측정장치.